3.1.2. Отщепление магния и его замещение в хлорофилле

Расположенный в центральной части молекулы хлорофилла магний слабо удерживается, и при действии сильных кислот замещается двумя протонами (водородами). При этом, образуется феофитин, имеющий бурую окраску.

Если подействовать на феофитин солями меди или цинка, окраска зеленая восстанавливается.

Итак, цвет зависит от металло-органической связи в молекуле хлорофилла.

Материалы и оборудование: 1. Спиртовая вытяжка пигментов. 2. 10% соляная кислота. 3. Пробирки. 4. Спиртовка или электроплитка. 5. Держатели пробирок. 6. Уксуснокислая медь или уксуснокислый цинк.

Порядок работы

1. Налить в три пробирки по 2-3 мл вытяжки пигментов.

2. Одну пробирку оставить для контроля.

3. Во вторую и третью пробирки добавить по две капли соляной кислоты.

4. В третью пробирку добавить несколько крупинок уксуснокислого цинка и нагреть до кипения (если при этом окраска не изменится, добавить еще уксуснокислого цинка, и продолжать нагревать).

5. Записать результаты. Дать объяснение. Написать уравнение реакций.

3.1.3. Изучение оптических свойств пигментов

Флуоресценция хлорофилла

Флуоресценция – излучение световой энергии при переходе фотовозбужденной молекулы пигмента в основное невозбужденное состояние. Излучаемый свет имеет большую длину, чем поглощаемый. Это один из возможных путей «разрядки» энергии электронного возбуждения молекулы пигмента. Для пигментов типа порфиринов (хлорофилла) характерна флуоресценция красной части спектра.

В процессе фотосинтеза используются лишь те лучи, которые поглощаются пигментами.

Материалы и оборудование: 1. Пробирки с разными растворами пигментов, полученные при разделении пигментов по Краусу. 2. Бензиновая вытяжка из корнеплода моркови. 3. Спиртовая вытяжка пигментов (насыщеннный раствор). 4. Этиловый спирт для разбавления вытяжки. 5. Пробирки со штативом. 6. Пипетки на 1мл с делениями. 7. Темный экран. 8. Источник света. 9. Спектроскоп.

Порядок работы

1. Рассмотреть спиртовую вытяжку пигментов в проходящем свете, поместив пробирку перед источником света.

2. Рассмотреть спиртовую вытяжку в отраженном свете, поместив пробирку за источником света, а позади ее черный экран.

3. Записать, какую окраску имеет хлорофилл в проходящем и отраженном свете. Ознакомится с явлением флуоресценции (способность отражать лучи с измененной длиной волны).

4. Провести спектральные исследования насыщенной и разбавленной вытяжек пигментов и отдельно каротинов и ксантофиллов. Для этого воспользоваться пробирками с разделенными пигментами от предыдущей работы.

Для изучения взять 5 пробирок. Разбавить спиртовую вытяжку спиртом в отношениях 1:1, 1:3, 1:5, 1:15 : в первую пробирку налить 2 мл насыщенной спиртовой вытяжки;

во второй – 1 мл вытяжки и 1 мл спирта;

в третью – 0,5 мл вытяжки и 1,5 мл спирта;

в четвертую – 0,3 мл вытяжки и 1,5 мл спирта;

в пятую – 0,1 мл вытяжки и 1,5 мл спирта.

5. Поставить их поочередно перед спектроскопом и рассмотреть спектр поглощения растворов разной концентрации.

6. Рассмотреть для сравнения спиртовую вытяжку ксантофилла, полученную при разделении пигментов по Краусу, и бензиновую вытяжку каротина из корнеплода моркови.

Зарисовать спектры (видимые участки в таблице закрасить цветными карандашами, а поглощенные – черным).

Таблица 10 - Спектры поглощения пигментов

Растворы	Цвет
	фиолетовый	синий	голубой	зеленый	желтый	оранжевый	красный
Хлорофилла:
неразведенный
конц. 1:1
1:3
1:5
1:15
Каротина
Ксантофилла

Ответить на следующие вопросы:

а) Какие Вы знаете пигменты фотосинтезирующих систем?

б) Какую роль выполняют хлорофиллы и каротиноиды?

в) Из каких химических элементов состоит хлорофилл?